Китай построит атомный коммунизм
Из Китая приходят чрезвычайно интересные и важные новости. Управляемая государством компания China Huaneng Group, пятый производитель электроэнергии в стране, отчиталась в успешном запуске первого в мире малого модульного реактора (SMR).
Сообщается, что на АЭС "Шидаовань" построен и запущен реактор мощностью 200 мегаватт, он был успешно синхронизирован, подключен к электросетям провинции Шаньдун и поставляет энергию потребителям.
Информации по этому событию пока немного, но оно, безусловно, заслуживает самого пристального внимания — и вот почему.
Начнем с того, что китайские атомщики позиционируют свой новый реактор как объект следующего, то есть четвертого поколения. В нем применяются не стандартные тепловыделяющие элементы в виде трубок, а шарообразные ТВЭЛ. Данная концепция не нова и отрабатывалась еще советскими физиками, но об этом чуть ниже. Применение шаровых ТВЭЛ, если технология докажет свою надежность и эффективность — и ее получится вывести на промышленный масштаб, — потенциально способно совершить не только техническую, но и экологическую революцию. В новом реакторе в качестве охлаждающей среды применяется не вода, а гелий. Нужно понимать, что физический предел нагревания воды в активной зоне не превышает пятисот градусов Цельсия, использование же гелия повышает температурный потолок до восьмисот градусов, то есть налицо как минимум полуторное повышение мощности. Новый температурный коридор потребует разработки, практической обкатки и массового внедрения турбин нового типа с более высокими характеристиками прочности, но одновременно с повышенным коэффициентом полезного действия. То есть прорыв в одном направлении по цепочке тянет за собой целые секторы наукоемкой промышленности.
Мы не просто так упомянули воду и экологию. Создатели новейшего SMR утверждают, что он абсолютно безопасен, так как в нем реализована система пассивного выключения при возникновении нештатной ситуации. Если это действительно так, то уже в обозримом будущем может свершиться мечта всех экологов — нагрев воды на локальных ТЭС и ТЭЦ можно будет осуществлять без сжигания угля, который сегодня во всем мире является основным видом топлива, особенно в теплоэнергетике.
Работа в направлении именно модульных реакторов малой мощности говорит о прозорливости китайского руководства.
Не секрет, что даже в наш век постоянного энергодефицита возведение привычных атомных электростанций не всегда эффективно. Они велики и дороги, а строительство даже при условии строгого соблюдения планов растягивается на годы. Кроме того, все современные реакторы имеют установленную мощность свыше одного гигаватта, что, как ни странно, не всегда хорошо. Кому как не нам, жителям огромной и весьма холодной страны, знать, сколько населенных пунктов, удаленных от промышленных центров, ежедневно требуют электричества и тепла. Протянуть газовую трубу в каждый городок или деревню, будь то Красноярский край или Внутренняя Монголия, довольно проблематично, а зачастую просто нецелесообразно с точки зрения объема вложенных средств и количества конечных потребителей. Не везде поблизости есть угольные месторождения или береговая линия, куда можно пришвартовать плавучую АЭС вроде "Академика Ломоносова".
Именно поэтому ученые, подбадриваемые правительствами, давно бьются над проблемой создания атомных источников энергии средней и малой мощности. В будущем они могут решить проблему обеспечения светом и теплом населенных пунктов, где нет смысла строить обычную АЭС, а поставки иных видов топлива влетают в копейку, повышая стоимость услуг для населения. Тот, кто первым поставит производство SMR на поток, не только станет монополистом практически бездонного рынка, но и сможет задавать тренды на мировых энергорынках.
За прошлый год о своем желании разместить у себя модульные реакторы заявили Польша, Болгария и Румыния. Единственная проблема для них заключается в том, что США навязали им безальтернативное сотрудничество с собственными компаниями вроде GE Hitachi Nuclear Energy. Последняя обещает поставить те самые модульные реакторы — но только не раньше 2029 года, потому что действующих моделей у американцев нет.
Чтобы быть объективными, скажем, что Россия пока тоже не располагает такой технологией, хотя именно Советский союз был пионером данного направления. В Нижнем Новгороде на базе Опытного конструкторского бюро машиностроения имени Африкантова еще в восьмидесятых годах прошлого века шла упорная и весьма успешная работа по созданию малых модульных реакторов. Советские физики-ядерщики были готовы приступить к практическим испытаниям, но все планы перечеркнула авария на Чернобыльской АЭС. Поднявшаяся после этого волна радиофобной истерии фактически поставила крест на этой программе, то есть имевшийся научный и временной задел был потрачен впустую. Одним из тех, кто лично приезжал на митинги у ворот нижегородского предприятия и набирал там первые политические очки и узнаваемость был, например, Борис Немцов.
Руководство современного Китая такой ошибки не допустило и в полной мере реализовало технический потенциал, наработанный во время разработки первого китайского реактора "Хуалун-1". В его основу легли французская и американская технологии, переданные Китаю в рамках соглашения по строительству ряда АЭС. О начале работ было объявлено зимой 2014 года, а спустя шесть лет атомный "Дракон" (именно так переводится слово "хуалун") выдал первый ток. Примечательно, что Пекин сразу отверг любые притязания на интеллектуальную собственность, позиционируя реактор как объект поколения III+, хотя в нем и нет ловушки расплава.
Китай, который часто обвиняют в несоблюдении экологических норм и нежелании идти по пути декарбонизации, выбрал свой и, как показала практика, единственно верный путь. В ближайшие десять лет КНР планирует инвестировать в развитие собственного атомного сектора 440 миллиардов долларов. Государственная программа подразумевает, что к 2030 году Китай займет первое место в мире по объему вырабатываемой АЭС электроэнергии, сместив с пьедестала Соединенные Штаты.
Реализация концепции SMR-реакторов стала приятным побочным результатом стремительного развития атомной энергетики в целом. Модульные решения дешевле, они быстрее возводятся, имеют более короткие циклы простоя во время загрузки и выгрузки топлива.
Организация Объединенных Наций в 2022 году приняла решение позиционировать атомную энергию как безвредную и безопасную для окружающей среды, а потому нет никаких сомнений, что это направление и дальше будет активно развиваться, отвечая на растущий энергетический спрос. Остается надеяться, что это понимают и у нас, а специалисты подразделений "Росатома", отталкиваясь от имеющихся наработок, смогут составить достойную конкуренцию своим китайским коллегам.
Сергей Савчук,
